KR101100569B1 - 접착 필름, 및 회로 부재의 접속 구조 및 접속 방법 - Google Patents

접착 필름, 및 회로 부재의 접속 구조 및 접속 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전 입자를 함유하는 도전성 접착층과, 절연성 접착층이 적층되어 있고, 적층 방향으로 소정의 조건으로 가열 가압한 후의, 경화한 절연성 접착층의 주면의 면적 C를, 경화한 도전성 접착층의 주면의 면적 D로 나눈 값 C/D가 1.2 내지 3.0인 접착 필름에 관한 것이다.

Description

접착 필름, 및 회로 부재의 접속 구조 및 접속 방법{ADHESIVE FILM, AND CONNECTION STRUCTURE AND CONNECTING METHOD FOR CIRCUIT MEMBER}
본 발명은 접착 필름, 및 회로 부재의 접속 구조 및 접속 방법에 관한 것이다.
액정 표시용 유리 패널에는 COG(칩 온 글라스; Chip-On-Glass) 실장이나 COF(칩 온 플렉스; Chip-On-Flex) 실장 등에 의해서 액정 구동용 IC가 실장된다.　 COG 실장에서는 도전 입자를 포함하는 접착 필름을 이용하여 액정 구동용 IC를 직접 유리 패널 상에 접합한다.　 COF 실장에서는, 금속 배선을 갖는 연성 테이프에 액정 구동용 IC를 접합하고, 도전 입자를 포함하는 접착 필름을 이용하여 이들을 유리 패널에 접합한다.
이것에 비하여, 최근의 액정 표시의 고정밀 미세화에 수반하여, 액정 구동용 IC의 전극인 금범프는 협피치화, 협면적화하고 있다.　 이 때문에, 종래의 접착 필름에서는, 회로 접속 부재 중의 도전 입자가 인접 전극(접속 단자) 사이에 유출하여 쇼트를 발생시키는 등과 같은 문제가 있었다.　 또한, 쇼트를 피하기 위해서 접착 필름 중의 도전 입자의 수를 감소시킨 경우에는, 범프/패널 사이에 포착되는 접착 필름 중의 도전 입자의 수가 감소하여, 그 결과, 회로 사이의 접속 저항이 상승하여 접속 불량을 일으킨다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 이들 문제를 해결하는 방법으로서, 접착 필름의 적어도 한쪽면에 절연성 접착층을 형성함으로써 COG 실장 또는 COF 실장에 있어서의 접합 품질의 저하를 막는 방법(예를 들면, 특허 문헌 1 참조)이나, 접착 필름의 가열 가압 시의 유동성을 제어함으로써 범프/패널 사이에 포착되는 도전 입자의 수를 확보하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 2 참조)이 개발되어 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (평)8-279371호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2002-201450호 공보
그러나, 접착 필름의 한쪽면에 절연성 접착층을 형성하는 방법에서는, 범프 면적이 작은, 예를 들면 3000 μm2 미만일 때에, 안정된 접속 저항을 얻기 위해서 도전 입자의 수를 늘리는 경우에는, 인접하는 회로 전극 사이의 절연성에 관해서 아직 개량의 여지가 있다.　 또한, 접착 필름의 가열 가압 시의 유동성을 제어하는 방법에서는, 액정 표시용 유리 패널에의 액정 구동용 IC의 실장 시에, 가열 가압 후의 접착 필름의 경화물의 저장 탄성률이 높아지는 것에 의해 생길 수 있는 패널 휘어짐을 방지하는 점에서 아직 개량의 여지가 남아 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, COG 실장이나 COF 실장에 대하여 저저항의 전기 접속이 얻어지고, 또한 액정 표시용 유리 패널에 액정 구동용 IC를 실장한 후의 패널 휘어짐이 충분히 방지되는 접착 필름, 및 그것을 이용한, 회로 부재의 접속 방법 및 접속 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 도전 입자를 함유하는 도전성 접착층과, 절연성 접착층이 적층되어 있고, 적층 방향으로 소정의 조건으로 가열 가압한 후의, 경화한 절연성 접착층의 주면의 면적 C를, 경화한 도전성 접착층의 주면의 면적 D로 나눈 값 C/D가 1.2 내지 3.0인 접착 필름을 제공한다.
본 발명의 접착 필름에 따르면, COG 실장이나 COF 실장에 대하여 저저항의 전기 접속이 얻어지고, 또한 액정 표시용 유리 패널에 액정 구동용 IC를 실장한 후의 패널 휘어짐, 및 인접 전극 사이에서의 쇼트 발생이 충분히 방지된다.
본 발명의 접착 필름에 의해 상기한 목적을 달성할 수 있는 이유는 반드시 분명한 것은 아니지만, 상기 C/D의 값이 상기한 범위인 것에 적어도 기인하는 것이라고 생각된다.　 또한, C/D의 값은 절연성 접착층의 유동성과 도전성 접착층의 유동성의 차이를 나타내는 지표이다.
C/D의 값이 상기 수치 범위 내에 있는 것에 의해, 이 값이 1.2 미만인 경우와 비교하여, 도전성 접착층의 유동성에 대한 절연성 접착층의 유동성이 높아진다.
이러한 본 발명의 접착 필름에 있어서는, 가열 가압을 할 때에 도전성 접착층보다도 절연성 접착층 쪽이 우선적으로 유동한다.　 이 때문에, 회로 접속 시에는 회로 기판 상의 회로 전극끼리의 사이의 공극에 절연성 접착층이 충전되기 쉬워져서, 도전성 접착제층 중의 도전 입자가 이 공극 중에 유입되는 것을 막을 수 있기 쉬워져서, 인접 전극 사이에서의 쇼트 발생이 충분히 방지된다고 생각된다.
또한, 도전성 접착제층 중의 도전 입자가 상기 공극 중에 유입되는 것이 방지되면, 접속하고자 하는 회로 전극 사이에 포착되는 도전 입자의 수가 많아져, 저저항의 전기 접속이 얻어지기 쉬워진다고 생각된다.
또한, C/D의 값이 상기 수치 범위 내에 있는 것에 의해, 이 값이 3.0을 초과하는 경우와 비교하여, 도전성 접착층의 유동성에 대한 절연성 접착층의 유동성이 너무 높아지지 않는다.　 이에 따라, 회로 전극끼리의 양호한 도통 특성과 접착성을 양립할 수가 있어, 접착 필름의 높은 신뢰성을 유지할 수 있다고 생각된다.
또한, 상기한 소정의 조건이란 본 발명의 접착 필름을 2매의 유리판 사이에 끼운 상태에서, 160℃, 2 MPa에서 10초간 가열 가압하는 조건을 말한다.　
절연성 접착층은 비스페놀 F형 페녹시 수지를 함유하는 것이 바람직하고, 도전성 접착층은 비스페놀 A형 페녹시 수지 및 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 수지를 함유하는 것이 바람직하다.　 이것에 따르면, 보다 고도로 절연성 접착층의 유동성과 도전성 접착층의 유동성이 제어된다.
본 발명의 접착 필름은 서로 대치하는 접속 단자 사이를 전기적으로 접속하기 위해서 이용되는, 전술한 접착 필름으로서, 40℃, 주파수 10 Hz에서의 상기 접착 필름의 경화물의 저장 탄성률 E'가 0.5 내지 2.5 GPa인 것이 바람직하다.
이것에 따르면, 접속 단자를 접속한 후의 접착 필름의 경화물 중의 성분의 응집력이 향상하고, 또한 내부 응력이 감소한다.　 그 때문에, 실장품의 표시 품질, 접착력 및 도통 특성의 향상과 같은 유리한 효과가 얻어진다.　 저장 탄성률이 0.5 GPa 미만인 경우에는, 전술한 범위에 있는 경우와 비교하여 접착 필름의 경화물 중의 성분의 응집력이 낮고, 회로 부재를 접속할 때의 접속 부분의 전기 저항이 상승하는 경향이 있다.　 또한, 저장 탄성률이 2.5 GPa를 초과하는 경우에는, 전술한 범위에 있는 경우와 비교하여, 접착 필름의 경화물의 경도가 상승하여, 실장품의 패널 휘어짐 방지 효과가 저하되는 경향이 있다.
절연성 접착층 및/또는 도전성 접착층은 필름 형성재, 에폭시 수지 및 잠재성 경화제를 포함하는 것이 바람직하다.　 이것에 따르면, 본 발명에 의한 전술한 효과를 보다 확실하게 발휘할 수 있다.
본 발명은 또한, 도전 입자를 함유하는 도전성 접착층과, 절연성 접착층이 적층되어 있고, 절연성 접착층이 비스페놀 F형 페녹시 수지를 함유하는 접착 필름을 제공한다.　 이러한 접착 필름에 따르면, COG 실장이나 COF 실장에 대하여 저저항의 전기 접속이 얻어지고, 또한 액정 표시용 유리 패널에 액정 구동용 IC를 실장한 후의 패널 휘어짐, 및 인접 전극 사이에서의 쇼트 발생이 충분히 방지된다.
또한, 본 발명은 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를, 제1 접속 단자와 제2 접속 단자를 대향하여 배치하고, 대향 배치한 제1 접속 단자와 제2 접속 단자 사이에 접착 필름을 개재시키고, 가열 가압하여, 제1 접속 단자와 제2 접속 단자를 전기적으로 접속시켜 이루어지는 회로 부재의 접속 구조로서, 접착 필름은 도전 입자를 함유하는 도전성 접착층과 절연성 접착층을 갖고, 가열 가압한 후의, 경화한 절연성 접착층의 주면의 면적 C를 경화한 도전성 접착층의 주면의 면적 D로 나눈 값 C/D가 1.2 내지 3.0인 접속 구조를 제공한다.　 이러한 회로 부재의 접속 구조에 따르면, 본 발명의 접착 필름을 이용하고 있기 때문에, 충분히 접속 신뢰성이 높다.
전술한 접속 구조에 있어서, 제1 및 제2 회로 부재 중 적어도 한쪽이 IC칩일 수도 있다.
전술한 접속 구조에 있어서는, 제1 및 제2 접속 단자 중 적어도 한쪽의 표면이 금, 은, 주석, 백금족의 금속 및 인듐-주석 산화물(ITO)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하고 있을 수 있다.
전술한 접속 구조에 있어서는, 제1 및 제2 회로 부재 중 적어도 한쪽의 표면이 질화 실리콘, 실리콘 화합물 및 폴리이미드 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상으로 코팅 또는 부착 처리되어 있을 수도 있다.
본 발명은 또한, 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를, 제1 접속 단자와 제2 접속 단자를 대향하여 배치하고, 대향 배치한 제1 접속 단자와 제2 접속 단자 사이에 접착 필름을 개재시키고, 가열 가압하여, 제1 접속 단자와 제2 접속 단자를 전기적으로 접속시키는 회로 부재의 접속 방법으로서, 접착 필름은 도전 입자를 함유하는 도전성 접착층과 절연성 접착층을 갖고, 가열 가압한 후의, 경화한 상기 절연성 접착층의 주면의 면적 C를 경화한 상기 도전성 접착층의 주면의 면적 D로 나눈 값 C/D가 1.2 내지 3.0인 접속 방법을 제공한다.　 이러한 접속 방법에 따르면, 본 발명의 접착 필름을 이용하고 있기 때문에 충분히 신뢰성이 높은 접속 구조가 얻어진다.
본 발명에 따르면 COG 실장이나 COF 실장에 대하여 저저항의 전기 접속이 얻어지고, 또한 액정 표시용 유리 패널에 액정 구동용 IC를 실장한 후의 패널 휘어짐, 및 인접 전극 사이에서의 쇼트 발생이 충분히 방지되는 접착 필름, 및 그것을 이용한 회로 부재의 접속 방법 및 접속 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 회로 부재의 접속 구조의 일 실시 형태를 나타내는 개략단면도이다.
도 2는 가열 가압 후의 경화한 접착 필름을 스캐너로 촬상한 상을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관해서 상세히 설명한다.　 다만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.　 또한, 도면 중, 동일 요소에는 동일 부호를 붙이는 것으로 하여, 중복하는 설명은 생략한다.　 또한, 상하좌우 등의 위치 관계는, 특별한 언급이 없는 한, 도면에 나타내는 위치 관계에 기초하는 것으로 한다.　 또한, 도면의 치수 비율은 도시된 비율에 한정되는 것은 아니다.
(접착 필름)
본 발명은 도전 입자를 함유하는 도전성 접착층과, 절연성 접착층이 적층되어 있고, 적층 방향으로 소정의 조건으로 가열 가압한 후의, 경화한 절연성 접착층의 주면의 면적 C를, 경화한 도전성 접착층의 주면의 면적 D로 나눈 값 C/D가 1.2 내지 3.0인 접착 필름을 제공한다.
이러한 본 발명의 접착 필름에 따르면, COG 실장이나 COF 실장에 대하여 저저항의 전기 접속이 얻어지고, 또한 액정 표시용 유리 패널에 액정 구동용 IC를 실장한 후의 패널 휘어짐, 및 인접 전극 사이에서의 쇼트 발생이 충분히 방지된다.　 또한, 회로 접속 시에 도전성 접착층이 유동하지 않고, 전극 사이에 머무는 수지를 배제할 수 없는 것에 의해 생기는 도통 불량, 또는 절연성 접착층이 과도하게 유동하여, 접속하는 회로 사이에서의 수지의 충전이 부족한 것에 의한 접착 강도의 저하 등과 같은 문제점을 방지할 수 있다.　 같은 관점에서 C/D의 값은 1.5 내지 2.5이면 보다 바람직하다.
절연성 접착층 및 도전성 접착층은 상기 소정의 조건으로 가열 가압하기 전의 주면의 면적이 실질적으로 동일하다.　 이 주면의 면적을 A로 한다.　 또한, 상기 소정의 조건으로 가열 가압한 후의 절연성 접착층 및 도전성 접착층의 주면의 면적은 전술한 바와 같이 각각 C, D가 된다.　 절연성 접착층 및 도전성 접착층의 상기 가열 가압에 따른 유동성의 지표로서 C/A, D/A를 정의한다.　 이들 유동성의 지표는 그 수치가 높아질수록 상기 가열 가압에 수반하여 유동하기 쉬워지는 것을 나타내고 있다.　 본 발명에 따른 상기 값 C/D는 절연성 접착층의 유동성의 지표 C/A를, 절연성 접착층의 유동성의 지표 D/A로 나눈 값과 동일하게 된다.
도전 입자로서는, 예를 들면 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 구리(Cu), 땜납 등의 금속 입자; 카본 입자; 유리, 세라믹, 플라스틱 등의 비도전성 물질의 표면에 Au, Ag, Cu 등의 도전성 물질을 피복한 것; 및, Ni 등의 전이 금속의 표면에 Au 등의 귀금속류를 피복한 것을 들 수 있다.　 충분한 가용 시간을 얻는 관점에서, 도전 입자의 표층은 Au, Ag, 백금속의 귀금속류인 것이 바람직하고, Au인 것이 보다 바람직하다.　 또한, 도전 입자로서, 비도전성 물질에 귀금속류를 피복한 것 또는 열용융 금속 입자를 이용한 경우에는, 가열 가압에 의해 변형성을 갖고, 접속 시에 전극과의 접촉 면적이 증가하여 신뢰성이 향상하기 때문에 바람직하다.
비도전성 물질의 표면에 귀금속류를 피복한 것에 있어서의 피복층의 두께는 양호한 저항을 얻기 위해서 100 옹스트롱 이상인 것이 바람직하다.　 또한, Ni 등의 전이 금속의 표면에 귀금속류를 피복한 것의 경우에는, 귀금속류를 포함하는 피복층의 결손이나 도전 입자의 혼합 분산 시에 생기는 피복층의 결손 등에 의해 생기는 산화환원 작용으로 유리 라디칼이 발생하여 보존성 저하를 야기할 우려가 있다.　 그 때문에, 피복층의 두께가 300 옹스트롱 이상인 것이 바람직하다.　 또한, 피복층의 두께가 1 μm 이상이 되면 전술한 효과가 포화하여 오기 때문에, 피복층의 두께는 1 μm 미만인 것이 바람직하지만, 이것은 피복층의 두께를 제한하는 것은 아니다. 상기 도전 입자는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다.
이러한 도전 입자는 접착 필름 중의 수지 성분 100 부피부에 대하여 0.1 내지 30 부피부 함유시키는 것이 바람직하고, 0.1 내지 10 부피부 함유시키는 것이 보다 바람직하다.　 이것에 따르면, 지나치게 많은 도전 입자에 의한 인접 회로의 단락을 보다 고도로 방지할 수 있다.　 또한, 상기 「수지 성분」이란 접착 필름 중, 도전 입자 이외의 성분의 것을 말하며, 구체적으로는 후술하는 필름 형성재, 에폭시 수지, 잠재성 경화제 등의 것을 말한다.
절연성 접착층 및 도전성 접착층은 필름 형성재, 에폭시 수지 및 잠재성 경화제를 포함하는 것이 바람직하다.　 이것에 따르면, 본 발명에 의한 전술한 효과를 보다 확실하게 발휘할 수 있다.
필름 형성재란 액상물을 고형화하여, 구성 조성물을 필름 형상으로 한 경우에, 그 필름의 취급이 용이해지고, 또한 용이하게 찢어지거나, 깨어지거나, 달라붙거나 하지 않는 기계 특성 등을 부여하는 것이고, 통상의 상태에서 필름으로서의 취급이 가능한 것이다.　 그 구체예로서는, 페녹시 수지, 폴리비닐포르말 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 크실렌 수지 및 폴리우레탄 수지를 들 수 있다.　 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다.　 이 중에서, 접착성, 상용성, 내열성 및 기계 강도가 우수하기 때문에 페녹시 수지가 특히 바람직하다.
페녹시 수지는, 예를 들면 이관능성 페놀류와 에피할로히드린을 고분자량까지 반응시키거나, 이관능성 에폭시 수지와 이관능성 페놀류를 중부가시킴으로써 얻어지는 수지이다.　 구체적으로는, 페녹시 수지는 이관능성 페놀류 1몰과 에피할로히드린 0.985 내지 1.015를, 알칼리 금속 수산화물의 존재 하에서 비반응성 용매 속에서 40 내지 120℃의 온도에서 반응시킴으로써 얻을 수 있다.
이러한 페녹시 수지로서는 기계적 특성이나 열적 특성을 향상시키는 점에서, 특히 이관능성 에폭시 수지와 이관능성 페놀류의 배합 당량비를 에폭시기/페놀 수산기로 1/0.9 내지 1/1.1로 하고, 알칼리 금속 화합물, 유기인계 화합물, 환상 아민계 화합물 등의 촉매의 존재 하에서, 비점이 120℃ 이상인 아미드계, 에테르계, 케톤계, 락톤계, 알코올계 등의 유기 용제 중에서, 반응 고형분이 50 질량％ 이하인 상태에서 50 내지 200℃로 가열하여 중부가 반응시킴으로써 얻어지는 것이 바람직하다.
이관능성 에폭시 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 AD형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지를 들 수 있다.　 이관능성 페놀류는 2개의 페놀성 수산기를 갖는 것이고, 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S 등의 비스페놀류를 들 수 있다.　 페녹시 수지는 라디칼 중합성의 관능기에 의해서 변성되어 있을 수도 있다.
전술한 페녹시 수지는 1종을 단독으로 이용하거나, 2종 이상을 혼합하여 이용할 수도 있다.　 또한, 절연성 접착층 및 도전성 접착층에 서로 다른 종류의 페녹시 수지를 함유시킬 수도 있다.　 예를 들면, 절연성 접착층에 비스페놀 F형 페녹시 수지를 함유시키고, 도전성 접착층에 비스페놀 A형 페녹시 수지 및 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 수지를 함유시키는 것이 바람직하다.　 이것에 따르면, 절연성 접착층의 내열성 및 유동성이 향상하여, 도전성 접착층의 탄성률 및 유동성이 저하된다.　 따라서, 도전성 접착층의 절연성 접착층에 대한 유동성이 억제된다.
에폭시 수지로서는, 예를 들면 에피클로로히드린과 비스페놀 A, 비스페놀 F 또는 비스페놀 AD로부터 유도되는 비스페놀형 에폭시 수지; 에피클로로히드린과 페놀노볼락 또는 크레졸노볼락으로부터 유도되는 에폭시노볼락 수지; 나프탈렌환을 포함하는 골격을 갖는 나프탈렌계 에폭시 수지; 글리시딜아민, 글리시딜에테르, 비페닐 및 지환식 등의 1분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 갖는 각종 에폭시 화합물을 사용할 수 있다.　 이들 에폭시 수지는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 이용할 수 있다.　 이들 에폭시 수지는, 불순물 이온(Na+, Cl- 등)이나, 가수 분해성 염소 등을 300 ppm 이하로 감소시킨 고순도품을 이용하는 것이 전자 이동(electron migration) 방지를 위해 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 잠재성 경화제로서는, 예를 들면 이미다졸계 경화제, 히드라지드계 경화제, 3불화붕소-아민 착체, 술포늄염, 아민이미드, 폴리아민의 염, 디시안디아미드를 들 수 있다.　 이들 잠재성 경화제는 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수가 있고, 분해 촉진제, 억제제 등을 혼합하여 이용할 수도 있다.　 또한, 이들 경화제를 폴리우레탄계, 폴리에스테르계의 고분자 물질 등으로 피복하여 마이크로 캡슐화한 것은, 가용 시간이 연장되기 때문에 바람직하다.
본 발명의 접착 필름은 절연성 접착층 및/또는 도전성 접착층에, 아크릴산, 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르 또는 아크릴로니트릴 중 적어도 하나를 단량체 성분으로 한 중합체 또는 공중합체를 함유하고 있을 수도 있다.　 글리시딜에테르기를 함유하는 글리시딜아크릴레이트나 글리시딜메타크릴레이트를 포함하는 공중합체계 아크릴 고무를 병용한 경우에는, 응력 완화가 우수하기 때문에 바람직하다.　 이러한 아크릴 고무의 분자량(크기 배제 크로마토그래피에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량)은 접착 필름의 응집력을 높이는 점에서 20만 이상인 것이 바람직하다.
접착 필름은 절연성 접착층 및/또는 도전성 접착층에, 추가로 충전제, 연화제, 촉진제, 노화 방지제, 난연화제, 색소, 틱소트로픽제, 커플링제, 멜라민 수지 및 이소시아네이트류를 함유하고 있을 수도 있다.
충전제를 함유한 경우, 접속 신뢰성 등의 향상이 얻어지기 때문에 바람직하다.　 충전제는 그 최대 직경이 도전 입자의 입경 미만이면 사용할 수 있다.　 충전제의 함유 비율은 접착 필름 중의 수지 성분 100 부피부에 대하여 5 내지 60 부피부의 범위가 바람직하다.　 이 함유 비율이 60 부피부를 초과하면 신뢰성 향상의 효과가 포화되기 쉬워지고, 5 부피부 미만이면 충전제의 첨가에 의한 효과가 작다.
커플링제로서는 케티민, 비닐기, 아크릴기, 아미노기, 에폭시기 및 이소시아네이트기 함유물이 접착성의 향상 면에서 바람직하다.　 그 구체예로서는, 아미노기를 갖는 실란 커플링제로서, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란을 들 수 있다.　 또한, 케티민을 갖는 실란 커플링제로서, 전술한 아미노기를 갖는 실란 커플링제에, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 화합물을 반응시켜 얻어진 것을 들 수 있다.
전술한 접착 필름의 경화물은 40℃, 주파수 10 Hz에서의 저장 탄성률 E'가 0.5 내지 2.5 GPa인 것이 바람직하고, 1.0 내지 2.0 GPa인 것이 보다 바람직하다.
이것에 따르면, 저장 탄성률이 상기 범위 밖인 경우와 비교하여, 접속 단자를 접속한 후의 접착 필름의 경화물 중의 성분의 응집력이 향상되고, 또한 내부 응력이 감소한다.　 그 때문에, 이 접착 필름을 이용한 실장품의 표시 품질, 접착력 및 도통 특성의 향상 등과 같은 유리한 효과가 얻어진다.　 저장 탄성률이 0.5 GPa 미만인 경우에는, 전술한 범위에 있는 경우와 비교하여, 접착 필름의 경화물 중의 성분의 응집력이 낮고, 회로 부재를 접속할 때의 접속 부분의 전기 저항이 상승하는 경향이 있다.　 또한, 저장 탄성률이 2.5 GPa를 초과하는 경우에는, 전술한 범위에 있는 경우와 비교하여, 접착 필름의 경화물의 경도가 상승하여, 실장품의 패널 휘어짐 방지 효과가 저하되는 경향이 있다.
본 발명의 접착 필름은 절연성 접착층과 도전성 접착층으로 이루어지는 2층으로 구성되는 것일 수도 있고, 3층 이상의 층으로 구성되는 것일 수도 있다.　 3층 이상의 층으로 구성되는 경우, 절연성 접착층 및 도전성 접착층은 교대로 적층되는 것이 바람직하다.　 예를 들면, 3층으로 구성되는 접착 필름으로서는, 도전성 접착층, 절연성 접착층 및 도전성 접착층이 이 순으로 적층된 것, 또는 절연성 접착층, 도전성 접착층 및 절연성 접착층이 이 순으로 적층된 것을 들 수 있다.　 이들의 경우, 도전성 접착층끼리 또는 절연성 접착층끼리는 재료, 조성 및/또는 막 두께가 상이할 수도 있고, 동일할 수도 있다.
3층 이상의 층으로 구성되는 접착 필름에 있어서는, 적층 방향으로 소정의 조건으로 가열 가압한 후에, 서로 접하는 도전성 접착층 및 절연성 접착층 중 적어도 1조에 대한 C/D의 값이 1.2 내지 3.0이 된다.　 또한, 3층 이상의 층으로 구성되는 접착 필름에 있어서는, 적층 방향으로 소정의 조건으로 가열 가압한 후에, 서로 접하는 도전성 접착층 및 절연성 접착층의 각각에 대한 C/D의 값이 전부 1.2 내지 3.0이 되는 것이 바람직하다.
전술한 C/D의 수치 범위를 만족하는 본 발명의 접착 필름은, 예를 들면 하기 (1), (2) 중 어느 하나의 1층의 절연성 접착층과, 하기 (3) 내지 (5) 중 어느 하나의 1층의 도전성 접착층을 조합함으로써 얻을 수 있다.
(1) 비스페놀 F형 페녹시 수지를 함유하는 절연성 접착층.
(2) 중량 평균 분자량 1000 내지 10000의 비스페놀 A형 고형 에폭시 수지, 중량 평균 분자량 1000 내지 10000의 A·F형 고형 에폭시 수지, 및 중량 평균 분자량 1000 내지 10000의 F형 고형 에폭시 수지 중 적어도 어느 하나를 함유하는 절연성 접착층.
(3) 비스페놀 A형 페녹시 수지, 또는 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지를 함유하는 도전성 접착층.
(4) 분자 내에 플루오렌환을 포함하는 페녹시 수지를 함유하는 도전성 접착층.
(5) 수지 성분 100 부피부에 대하여 입경 0.1 내지 1.0 μm의 비도전성 미립자를 5 내지 30 부피부 함유하는 도전성 접착층.
전술한 접착 필름은 예를 들면 COG 실장이나 COF 실장에 있어서, IC칩과 연성 테이프나 유리 기판을 전기적으로 접속하기 위해서 사용할 수 있다.
(회로 부재의 접속 구조)
본 발명은 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를, 제1 접속 단자와 제2 접속 단자를 대향하여 배치하고, 대향 배치한 제1 접속 단자와 제2 접속 단자 사이에 전술한 접착 필름을 개재시키고, 가열 가압하여, 제1 접속 단자와 제2 접속 단자를 전기적으로 접속시켜 이루어지는 회로 부재의 접속 구조를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 회로 부재의 접속 구조의 바람직한 일 실시 형태를 나타내는 개략단면도이다.　 도 1에 나타내는 접속 구조 (100)은 서로 대향하는 제1 회로 부재 (10) 및 제2 회로 부재 (20)을 구비하고 있고, 제1 회로 부재 (10)과 제2 회로 부재 (20)의 사이에는, 이들을 접속하는 회로 접속 부재 (30)이 설치된다.
제1 및 제2 회로 부재 (10), (20)의 구체예로서는, 반도체칩, 저항체칩 또는 컨덴서칩 등의 칩 부품 또는 인쇄 기판 등의 기판을 들 수 있다.　 접속 구조 (100)의 접속 형태로서는, IC칩과 칩 탑재 기판의 접속, 전기 회로 상호의 접속, COG 실장 또는 COF 실장에 있어서의 IC칩과 유리 기판 또는 연성 테이프와의 접속 등도 있다.
특히, 회로 부재 (10), (20) 중 적어도 한쪽이 IC칩이면 바람직하다.
또한, 회로 부재 (10), (20) 중 적어도 한쪽의 표면이 질화 실리콘, 실리콘 화합물 및 폴리이미드 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상으로 코팅 또는 부착 처리되어 있는 것이 바람직하다.　 전술한 접착 필름에 따르면, 이러한 회로 부재에 대한 접착 강도가 특히 양호해진다.
제1 회로 부재 (10)은 제1 회로 기판 (11)과, 제1 회로 기판 (11)의 주면 (11a) 상에 형성된 제1 전극(접속 단자) (12)를 갖는다.　 제2 회로 부재 (20)은 제2 회로 기판 (21)과, 제2 회로 기판 (21)의 주면 (21a) 상에 형성된 제2 전극(접속 단자) (22)를 갖는다.　 접속 구조 (100)에 있어서는, 제1 전극 (12)와 제2 전극 (22)가 대향 배치되고, 또한 전기적으로 접속되어 있다.　 또한, 제1 회로 기판 (11)의 주면 (11a) 상, 및 제2 회로 기판 (21)의 주면 (21a) 상에는, 경우에 따라 절연층(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수도 있다.
제1 및 제2 전극 (11), (12) 중 적어도 한쪽의 표면이 금, 은, 주석, 백금족의 금속 및 인듐-주석 산화물(ITO)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
회로 접속 부재 (30)은 전술한 접착 필름의 경화물이다.　 접착 필름의 경화물 중의 도전 입자(도시하지 않음)에 의해 제1 전극 (12)와 제2 전극 (22)가 전기적으로 접속된다.
본 실시 형태의 접속 구조 (100)의 제조 방법, 즉 회로 부재 (10), (20)의 접속 방법은, 예를 들면 이하와 같다.　 우선, 제1 및 제2 회로 부재 (10), (20)의 사이에 전술한 접착 필름을 개재시킨다.　 이 때, 제1 전극 (12) 및 제2 전극 (22)가 서로 대향하도록 제1 및 제2 회로 부재 (10), (20)을 배치한다.　 또한, 접착 필름은 그 절연성 접착층측이 제1 전극 (12)에 접하도록 개재시킬 수도 있고, 제2 전극 (22)와 접하도록 개재시킬 수도 있다.　 다음으로, 제1 및 제2 회로 부재 (10), (20)을 통해 접착 필름을 가열하면서, 이들의 적층 방향으로 가압하고, 접착 필름의 경화 처리를 실시하여 접속 구조 (100)을 형성한다.　 경화 처리는 일반적인 방법에 의해 행하는 것이 가능하고, 그 방법은 접착 필름에 의해 적절하게 선택된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.　 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않은 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.　 또한, 하기의 실시예에 있어서, 비스페놀 F형 페녹시 수지는 도토 가세이 가부시끼가이샤 제조, 상품명 「FX-316」, 비스페놀 A형 페녹시 수지는 인켐 코포레이션사 제조, 상품명 「PKHC」, 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지는 도토 가세이 가부시끼가이샤 제조, 상품명 「ZX-1356-2」, 방향족 술포늄염은 산신 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조, 상품명 「선에이드 SI-60」을 각각 이용하였다.　 또한, 액상 에폭시로서, 마이크로 캡슐형 잠재성 경화제를 함유하는 액상 에폭시(아사히 카세이 케미컬즈사 제조, 상품명 「노바큐어 HX-3941」, 에폭시 당량 185)를 이용하였다.
(실시예 1)
비스페놀 F형 페녹시 수지 100 g을, 질량비 50:50의 톨루엔(비점 110.6℃, SP치 8.90)과 아세트산에틸(비점 77.1℃, SP치 9.10)의 혼합 용제에 용해시켜 고형분 60 질량％의 용액을 얻었다.　 그 용액에 액상 에폭시를 배합하고, 추가로 잠재성 경화제로서 방향족 술포늄염 2.4 g을 첨가하여 혼합액을 얻었다.　 또한, 상기 액상 에폭시는 비스페놀 F형 페녹시 수지:액상 에폭시가 고형 질량비로 60:40이 되는 양을 배합하였다.　 얻어진 혼합액을 두께 50 μm의 한쪽면이 실리콘으로 표면 처리된 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포한 후, 70℃, 5분간의 열풍 건조에 의해, 두께가 10 μm인 절연성 접착층을 형성하였다.
또한, 비스페놀 A형 페녹시 수지 50 g을, 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸의 혼합 용제에 용해시켜, 고형분 40 질량％의 제1 용액을 얻었다.　 한편, 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지 50 g을, 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸과의 혼합 용제에 용해시켜, 고형분 45 질량％의 제2 용액을 얻었다.
전술한 제1 및 제2 용액을 혼합하고, 그 혼합액에 추가로 액상 에폭시를 배합하였다.　 이들은 비스페놀 A형 페녹시 수지:비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지:액상 에폭시가 고형 질량비로 30:30:40이 되는 양으로 배합하였다.　 얻어진 배합액에 추가로 도전 입자를 수지 성분에 대하여 10 부피％ 배합하여 분산하고, 추가로 잠재성 경화제로서 방향족 술포늄염 2.4 g을 첨가하여 분산액을 얻었다.　 얻어진 분산액을, 두께 50 μm의 한쪽면이 실리콘으로 표면 처리된 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포한 후, 70℃, 5분간의 열풍 건조에 의해 두께가 10 μm인 도전성 접착층을 형성하였다.　 형성한 절연성 접착층과 도전성 접착층을 라미네이터를 이용하여 접합시켜, PET 필름 사이에 끼워진 접착 필름을 얻었다.
(실시예 2)
절연성 접착층의 형성을 하기와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 PET 필름이 있는 접착 필름을 얻었다.　 비스페놀 F형 페녹시 수지 100 g을 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸과의 혼합 용제에 용해시켜, 고형분 60 질량％의 제1 용액을 얻었다.　 한편, 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지 50 g을, 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸과의 혼합 용제에 용해시켜 고형분 45 질량％의 제2 용액을 얻었다.　 전술한 제1 및 제2 용액을 혼합하고, 그 혼합액에 추가로 액상 에폭시를 배합하였다.　 이들은 비스페놀 F형 페녹시 수지:비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지:액상 에폭시가 고형 질량비로 30:30:40이 되는 양으로 배합하였다.　 얻어진 배합액에 추가로 잠재성 경화제로서 방향족 술포늄염 2.4 g을 첨가하여 혼합액을 얻었다.　 얻어진 혼합액을, 두께 50 μm의 한쪽면이 실리콘으로 표면 처리된 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포한 후, 70℃, 5분간의 열풍 건조에 의해 두께가 10 μm인 절연성 접착층을 형성하였다.
(비교예 1)
비스페놀 A형 페녹시 수지 50 g을 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸과의 혼합 용제에 용해시켜 고형분 40 질량％의 제1 용액을 얻었다.　 한편, 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지 50 g을, 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸의 혼합 용제에 용해시켜 고형분 45 질량％의 제2 용액을 얻었다.　 전술한 제1 및 제2 용액을 혼합하고, 그 혼합액에 추가로 액상 에폭시를 배합하였다.　 이들은 비스페놀 A형 페녹시 수지:비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지:액상 에폭시가 고형 질량비로 30:30:40이 되는 양으로 배합하였다.　 얻어진 배합액에 추가로 잠재성 경화제로서 방향족 술포늄염 2.4 g을 첨가하여 혼합액을 얻었다.　 얻어진 혼합액을 두께 50 μm의 한쪽면이 실리콘으로 표면 처리된 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포한 후, 70℃, 5분간의 열풍 건조에 의해 두께가 10 μm인 절연성 접착층을 형성하였다.
비스페놀 F형 페녹시 수지 100 g을, 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸의 혼합 용제에 용해시켜 고형분 60 질량％의 제1 용액을 얻었다.　 한편, 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지 50 g을, 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸과의 혼합 용제에 용해시켜 고형분 45 질량％의 제2 용액을 얻었다.　 전술한 제1 및 제2 용액을 혼합하고, 그 혼합액에 추가로 액상 에폭시를 배합하였다.　 이들은 비스페놀 F형 페녹시 수지:비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지:액상 에폭시가 고형 질량비로 30:30:40이 되는 양으로 배합하였다.　 얻어진 배합액에 추가로 도전 입자를 수지 성분에 대하여 10 부피％ 배합하여 분산하고, 추가로 잠재성 경화제로서 방향족 술포늄염 2.4 g을 첨가하여 분산액을 얻었다.　 얻어진 분산액을 두께 50 μm의 한쪽면이 실리콘으로 표면 처리된 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포한 후, 70℃, 5분간의 열풍 건조에 의해 두께가 10 μm인 도전성 접착층을 형성하였다.　 형성한 절연성 접착층과 도전성 접착층을 라미네이터를 이용하여 접합시켜, PET 필름 사이에 끼워진 접착 필름을 얻었다.
(비교예 2)
절연성 접착층을 하기와 같이 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 PET 필름이 있는 접착 필름을 얻었다.　 비스페놀 F형 페녹시 수지 100 g을 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸의 혼합 용제에 용해시켜 고형분 60 질량％의 용액을 얻었다.　 그 용액에, 액상 에폭시를 배합하여 혼합액을 얻었다.　 또한, 상기 액상 에폭시는 비스페놀 F형 페녹시 수지:액상 에폭시가 고형 질량비로 60:40이 되는 양을 배합하였다.　 얻어진 혼합액을 잠재성 경화제인 방향족 술포늄염을 첨가하지 않고서, 두께 50 μm의 한쪽면이 실리콘으로 표면 처리된 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포한 후, 70℃, 5분간의 열풍 건조에 의해 두께가 10 μm인 절연성 접착층을 형성하였다.
(회로 부재의 접속 구조의 형성)
실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 접착 필름을 각각 이용하여 회로 부재의 접속 구조를 제조하였다.　 상세하게는, 우선, 접착 필름의 도전성 접착층측의 PET 필름을 박리 제거하고, 도전성 접착층의 표면을 노출하였다.　 다음으로, 두께 0.5 mm의 유리 상에 ITO막을 증착에 의해 형성하여 ITO 기판(표면 저항<20Ω/□)을 얻었다.　 이어서, ITO막의 표면에 상기 접착 필름의 도전성 접착층의 표면을 마주 대하여 접촉시키면서, 70℃, 0.5 MPa, 3초간의 조건으로 이들의 적층 방향으로 가열 가압하여, ITO 기판에 접착 필름을 임시 고정하였다.　 그 후, 접착 필름으로부터 또 다른 한쪽의 PET 필름을 박리 제거하였다.　 다음으로, 범프 면적 30 μm×50 μm, 피치40 μm, 높이 15μm의 2열(지그재그 배열)의 금범프를 설치한 IC칩을 상기 접착 필름 상에 장착하였다.　 IC칩을 재치한 접착 필름을 석영 유리 및 가압 헤드 사이에 끼우고, 160℃, 100 MPa, 10초간의 조건으로 가열 가압함으로써 ITO 기판과 IC칩을 접속하여 회로 부재의 접속 구조를 제조하였다.
(범프-유리 기판 배선 사이 포착 입자수의 측정)
전술한 접속 구조에 관해서, ITO 기판의 유리 측으로부터 금속 현미경(배율 500배)으로 30 μm×50 μm의 영역을 200개소 관찰하여, ITO 기판과 금범프 사이에 개재된 도전 입자의 수를 카운트하였다.　 그리고, 일 영역당의 도전 입자의 수를 상가 평균에 의해 구하였다.　 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(접속 저항의 측정)
실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 접착 필름을 이용하여 얻어진 회로 부재의 접속 구조에 관해서, 그 접속부의 전기 저항치를 초기와, 고온 고습조(85℃ 85％ RH 환경 하) 중에 500 시간 보유한 후에, 4 단자 측정법을 이용하여 멀티미터로 측정하였다.　 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(C/D의 값의 측정)
실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 접착 필름을 φ 5.5 mm의 원판형으로 추출하였다.　 이어서 추출한 접착 필름을 두께 0.7 mm, 15 mm×15 mm의 2매의 유리판에 사이에 끼우고, 160℃, 2 MPa, 10초간의 조건으로 가열 가압을 행하였다.　 가열 가압 전의 접착 필름의 주면의 면적 A와, 가열 가압 후의 경화한 절연성 접착층의 주면의 면적 C로부터 C/A의 값을 구하였다.　 또한 가열 가압 전의 접착 필름의 주면의 면적 A와 가열 가압 후의 경화한 도전성 접착층의 주면의 면적 D로부터 도전성 접착층의 D/A의 값을 구하고, C/A의 값을 D/A의 값으로 나눔으로써 C/D의 값을 산출하였다.　 그 결과를 표 1에 나타내었다.
또한, 상기 주면의 면적 C 및 D는 유리판의 가열 가압 후의 경화한 접착 필름의 넓이를, 스캐너 등을 이용하여 촬상하고, 화상 처리 장치를 이용하여 구하였다.　 면적 C는 접착 필름의 최외주에 의해서 둘러싸인 부분의 면적이고, 면적 D는 최외주의 내측의 주에 의해서 둘러싸인 부분의 면적이다.　 이들은 최외주와 최외주의 내측의 주와의 사이의 부분이, 육안으로는 백색 투명하게, 스캐너로 촬상했을 때에는 엷은 파랑색으로 보이고, 또한 최외주의 내측의 주의 내측의 부분이 육안으로는 흑색을 띄고, 스캐너로 촬상했을 때에는 백색으로 보이기 때문에 구별할 수 있다.　 가열 가압 후의 경화한 접착 필름을 스캐너로 촬상한 상을 도 2에 도시하였다. 또한, 도 2에 도시하는 경화한 접착 필름의 최외주의 직경은 약 9 mm이다.
Figure 112011073202000-pat00001
10: 제1 회로 부재 11: 제1 회로 기판 12: 제1 전극
20: 제2 회로 부재 21: 제2 회로 기판 22: 제2 전극
30: 회로 접속 부재 100: 접속 구조

Claims (7)

  1. 도전 입자를 함유하는 도전성 접착층과, 절연성 접착층이 적층되어 있고,
    상기 절연성 접착층이 비스페놀 F형 페녹시 수지를 함유하는 접착 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 접착층이 비스페놀 A형 페녹시 수지 및 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 수지를 함유하는 접착 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 서로 대치하는 접속 단자 사이를 전기적으로 접속하기 위해서 이용되는 접착 필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 40℃, 주파수 10 Hz에서의 상기 접착 필름의 경화물의 저장 탄성률 E'가 0.5 내지 2.5 GPa인 접착 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연성 접착층 및/또는 상기 도전성 접착층이 필름 형성재, 에폭시 수지 및 잠재성 경화제를 포함하는 접착 필름.
  6. 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와,
    제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를,
    상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자를 대향하여 배치하고,
    대향 배치한 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자 사이에 제1항 또는 제2항의 접착 필름을 개재시켜 가열 가압하여, 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자를 전기적으로 접속시켜 이루어지는 회로 부재의 접속 구조.
  7. 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와,
    제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를,
    상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자를 대향하여 배치하고,
    대향 배치한 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자 사이에 제1항 또는 제2항의 접착 필름을 개재시켜 가열 가압하여, 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자를 전기적으로 접속시키는 회로 부재의 접속 방법.
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